SU1307321A1 - Устройство дл неразрушающего контрол качества ферромагнитных материалов - Google Patents

Abstract

Устройство предназначено дл  контрол  ферромагнитных материалов ;магнитошумовым методом. Целью изобре тени   вл етс  побьппение точности контрол  качества ферромагнитных материалов и сплавов за счет устранени  мешающего вли ни  поверхностных слоев. С помощью генератора 1 тока низкой частоты F и усилител  3 мощности возбуждают шумы Баркгаузена в контролируемом материале 6, ЭДС которых регистрируетс  измерительной катушкой 7. Дополнительно обмоткой 11 регистрируют ЭДС гармоник пол  перемагничивани , выдел ют фил ьтром 13 (2k+l)F гармонику, которой дополнительно через сумматор 2 перемагни- чивают материал 6. Сигналы пиковых детекторов 15 и 17 сравниваютс  в блоке 16, что обеспечивает достижение уровнем сигнала (2К+1)Т гармоники уровн  основной. 3 ил. i (Л S 4 со о оо ND 12 Фиг.1

Description

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной -технике и может быт использовано дл  неразрушающего контрол  качества ферромагнитных материалов и сплавов на предпри ти х маши- ностроительной и авиационной промышленности .

Цель изобретени  - повышение точности контрол  качества ферромагнит- ных материалов путем отстройки от вли ни  на результат контрол  поверхностных слоев контролируемого материала .

На фиг, 1 приведена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - зависимость спектральной плотности мощности g(w) от амплитуды перемагничивающего пол ; на фиг, 3 - спектры шумов Баркгаузена g, b(w), соответствующие различным частотам перемагничивани .

Устройство содержит генератор 1 тока низкой частоты F, последовательно соединенные сумматор 2, усилитель 3 мощности, питающий обмотку 4 перемагничивани  магнитошз ового преобразовател  5, установленного на :контролируемом материале 6, последовательно соединенные измерительную катушку 7 преобразовател  5, селек- тивный усилитель 8, квадратичный детектор 9 и индикатор 10, последовательно соединенные обмотку 11 регистрации гармоники пол  перемагничивани , размещенную на магнитопроводе

12преобразовател , полосовой фильтр

13и дифференциальный усилитель 14, подключенные к входу сумматора 2, последовательно соединенные пиковый детектор 15 и блок 16 сравнени , включенные между выходом -генератора

1 и управл ющим входом усилител  14, второй пиковыЛ детектор 17, включенный между выходом усилител  14 и вторым входом блока 16 сравнени ,

Устройство работает следующим образом.

Сигнал низкой частоты F, лежащей в диапазоне от 30 Гц до 500 Гц, поступает с генератора 1 через сумма- тор 2 и усилитель 3 мощности на обмотку 4 перемагничивани  контролируемого участка материала 6, заключенного между полюсами магнитопровода 12. В нем возникают скачки Баркгау- зена, которые регистрируютс  измерительной кат-ушкой 7 и поступают на вход селективного усилител  8, С выхода селективного усилител  скачки

поступают на квадратичный детектор 9 и регистрируютс  индикатором 10, Наибольший вклад в спектр шумов Барк гаузена дают скачки, происход щие в самых верхних сло х контролируемого материала 6, что приводит к низкой точности контрол , так как верхние слои не отражают состо ние контролируемого материала 6 ввиду различных неучтенных факторов при механо- и термообработке. Дл  уменьшени  вли ни  поверхностных слоев обмоткой 11 регистрируют ЭДС гармоник пол  перемагничивани  и выдел ют полосовым фильтром 13 (2k+l) гармонику сигнала генератора 1 тока низкой частоты, С выхода полосового фильтра 13 сигнал усиливаетс  усилителем 14 с регулируемым коэффициентом усилени  и через сумматор 2 и усилитель 3 мощности поступает на обмотку 4 магнито- шумового преобразовател  5, Таким образом, на контролируемый материал 6 дополнительно воздействуют синфазным полем высокой частоты, кратной частоте F генератора 1, Поле дополнительного воздействи  быстрее затухает по глубине образца, чем поле, создаваемое генератором 1 низкой частоты.

Вследствие того, что эффект Барк- гаузена резко уменьшаетс  при уменьшении амплитуды перемагничивающего пол  HO и .практически полностью исчезает при HO (см, кривую 18 фиг, 2), то динамика нeoбpaтимьix процессов в верхних сло х контролируемого материала 6 определ етс  частотой дополнительного воздействи , что приводит к формированию спектра 19 (фиг, 3), а динамика необратимых процессов в нижних (контролируемых) сло х материала 6 определ етс  полем низкой частоты F, что приводит к формированию спектра 20 (фиг, 3),

Установлено, что характерна  частота низкочастотного сигнала равна (50 - 100)F, поэтому на выход селективного усилител  8, настроенного на частоту, лежащую в диапазоне 10F-200F, поступают шумы Баркгаузе- на gu(w), обусловленные необратимы- ми процессами, происход щими только в нижних контролируемых сло х материала 6, В указанном диапазоне спектральна  плотность мощности gb(w), создаваема  скачками намагниченности происход щими в дефектных поверхностных сло х, ничтожно мала, так как в

Claims (1)

1. соответствии с зависимостью 19 (фиг. 3) gb(w) достигает максимума на частотах пор дка (50 - 100) (2k- -1)F, что при 1050-2100)F При использовании дл  регистрации скачков Баркгаузена накладной измерительной катушки 7 шумы Баркгаузена превьшхают мощность дискретных составл ющих сигнала циклического перемаг- ничивани , начина  с п той гармоники Чтобы исключить вли ние на индикатор 10 сигнала дополнительного воздействи , частоту настройки селективного усилител  8 выбирают между гармониками сигнала дополнительного воздей- стви . Чтобы при переходе от одного образца к другому амплитуда сигнала дополнительного воздействи  не измен лась , сигналы, поступающие на входы сумматора 2, детектируютс  пиковыми детекторами 15 и 17, сравниваютс  в блоке 16 сравнени , который измен ет коэффициент усилени  14 до тех пор, пока амплитуда дополнительного воздействи  не сравниваетс  с амплитудой сиг- нала генератора 1 низкой частоты. Формула изобретени 

   Устройство дл  неразрушающёго контрол  качества ферромагнитных

   W,

   Ощлн

   материалов, содержащее генератор тока , последовательно соединенные усиитель мощности, магнитошумовой преобразователь , выполненнь1й в виде маг- итопровода с обмоткой перемагничи- вани  и измерительной катушки, селективный усилитель, квадратичный детектор и индикатор, отличающ е- е с   тем, что, с целью повышени  точности контрол  за счет устранени  мешающего вли ни  поверхностных слоев материала, оно снабжено последовательно соединенными обмоткой регистрации гармоник пол  перемагничи- вани , расположенной на магнитопрово- де, полосовым фильтром, вторым сеективным усилителем и сумматором, подключенным к входу усилител  мощности , последовательно соединенными пиковым детектором и блокам сравне- ни , включенными между выходом генератора тока и управл юшим входом второго селективного усилител , вторым пиковым детектором, включенным между выходом второго селективного усилител  и вторым входом блока сравне- и , а выход генератора тока подключен к второму входу суммато - ра.

   Фиг. 2

   kgM

   w

   Фиг.З